冷拉拔珠光體鋼絲中滲碳體變形與溶解

介紹國(guó)外劇烈冷拉塑性變形珠光體鋼絲的研究現(xiàn)狀以及劇烈冷拉塑性變形后鋼絲組織性能演變規(guī)律,對(duì)劇烈冷拉塑性變形研究方向提出幾點(diǎn)建議,指出劇烈冷拉塑性變形的條件是在相對(duì)低的變形溫度進(jìn)行大塑性變形量,變形體內(nèi)承受高壓。珠光體鋼絲經(jīng)過(guò)劇烈塑性變形后,內(nèi)部的滲碳體出現(xiàn)局部溶解,當(dāng)真應(yīng)變?yōu)?.1時(shí),碳原子幾乎全部溶解到鐵素體中。

采用掃描電子顯微鏡和x射線衍射技術(shù),分別研究了珠光體鋼在冷拉拔過(guò)程中的組織結(jié)構(gòu)和殘余應(yīng)力演化。隨著拉拔應(yīng)變量的增大,珠光體團(tuán)逐漸轉(zhuǎn)向拉拔方向。影響珠光體鋼絲屈服應(yīng)力和抗拉強(qiáng)度的關(guān)鍵因素是珠光體片層間距,它們之間滿足hall-petch公式,通過(guò)拉伸試驗(yàn)求得其中k值為567.4kn·m-3/2。鋼絲殘余應(yīng)力的x射線衍射測(cè)量結(jié)果表明,隨著應(yīng)變量增加,鋼絲的應(yīng)力增大,這與拉拔過(guò)程中的加工硬化有關(guān)。

采用swrh82b、swrh72b及70nbv盤條研究珠光體鋼絲在冷拉塑性變形條件下,其抗拉強(qiáng)度與真應(yīng)變的關(guān)系,分析化學(xué)成分對(duì)鋼絲抗拉強(qiáng)度的影響,探討冷拉珠光體鋼絲的強(qiáng)化機(jī)制。結(jié)果表明:當(dāng)真應(yīng)變小于2.0時(shí),鋼絲的抗拉強(qiáng)度隨著真應(yīng)變的增加呈線性增加趨勢(shì),擬合公式為σb=aε+b;變形量較大時(shí),材料抗拉強(qiáng)度受原材料化學(xué)成分和組織影響較大。本實(shí)驗(yàn)條件下,swrh72b鋼絲具有較大的冷拉塑性變形能力,并能獲得σb=3400mpa的高強(qiáng)度。

采用sem、xrd和材料試驗(yàn)機(jī)研究了不同拉拔變形量下珠光體鋼絲的微觀組織演變以及力學(xué)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,隨著拉拔應(yīng)變量的增大,珠光體團(tuán)發(fā)生轉(zhuǎn)向,片層組織趨于拉拔方向排列,片層間距逐漸減小,滲碳體片發(fā)生明顯的扭曲或塑性變形。隨著應(yīng)變量的增大,鐵素體的{110}α、{200}α和{211}α晶面的衍射峰都發(fā)生不同程度的寬化,衍射強(qiáng)度降低,并出現(xiàn)峰位的左移。鋼絲的強(qiáng)度和屈強(qiáng)比均隨拉拔應(yīng)變量的增大而增大,而塑性則隨拉拔應(yīng)變量的增大而減小。

收稿日期:20081128 作者簡(jiǎn)介:劉文剛(1982),男,滿族,內(nèi)蒙古包頭市人,博士研究生. 第3卷第3期材料研究與應(yīng)用vo1.3,no.3 2009年9月materialsresearchandapplicationsept.2009 文章編號(hào):16739981(2009)03015804 退火處理對(duì)冷拉珠光體鋼絲組織及性能的影響 劉文剛,許云華 (西安建筑科技大學(xué)耐磨材料研究所,陜西西安710055) 摘要:研究了退火處理對(duì)冷拉70鋼絲組織及性能的影響.結(jié)果表明:低溫退火時(shí),冷拉鋼絲的組織未 發(fā)生大的變化,組織更加均勻化,滲碳體溶解量增多;當(dāng)退火溫度升高時(shí),滲碳體以顆粒狀析出并隨退火 溫度的升高而逐漸長(zhǎng)大,

研究了退火處理對(duì)冷拉70鋼絲組織及性能的影響.結(jié)果表明:低溫退火時(shí),冷拉鋼絲的組織未發(fā)生大的變化,組織更加均勻化,滲碳體溶解量增多;當(dāng)退火溫度升高時(shí),滲碳體以顆粒狀析出并隨退火溫度的升高而逐漸長(zhǎng)大,鐵素體基體晶粒也隨退火溫度的升高而長(zhǎng)大;冷拉70鋼的抗拉強(qiáng)度及顯微硬度,隨退火溫度的升高先提高后降低,當(dāng)退火溫度為200℃時(shí)達(dá)到最大值.同時(shí)初步探討了退火處理對(duì)冷拉鋼絲組織及性能影響的機(jī)理.

采用精確的線材織構(gòu)測(cè)定方法與取向分布函數(shù)(odf)相結(jié)合的方法研究了不同熱處理制度下冷拔珠光體鋼絲中織構(gòu)演變的變化規(guī)律。簾線鋼盤條首先經(jīng)過(guò)1223k保溫0.5h后空冷至室溫,然后在296、7739、23k3個(gè)溫度下進(jìn)行0.5h的等溫處理,經(jīng)冷拔后獲得試驗(yàn)樣品。研究結(jié)果表明:冷拔珠光體鋼絲簾線中晶粒取向主要集中在α取向線上,形成絲織構(gòu)。主要織構(gòu)組分為{001}、{111}、{110},其中{001}織構(gòu)組分的強(qiáng)度最大。反極圖定量計(jì)算表明:296k時(shí),織構(gòu)組分的體積分?jǐn)?shù)由表及里呈現(xiàn)上升趨勢(shì);而773k時(shí),織構(gòu)組分的體積分?jǐn)?shù)由表及里先下降后升高;923k時(shí),織構(gòu)組分的體積分?jǐn)?shù)由表及里先下降后升高,在中心層達(dá)到最大。

采用tem觀察了大應(yīng)變冷拔swrh72a鋼絲經(jīng)不同溫度退火處理后的微觀組織,并采用振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)測(cè)量了鋼絲磁學(xué)性能的變化。試驗(yàn)結(jié)果表明,大應(yīng)變冷拔變形引起swrh72a鋼絲中滲碳體分解,部分碳原子溶入鐵素體形成過(guò)飽和鐵素體。變形后鋼絲經(jīng)200～300℃退火,由于滲碳體顆粒的彌散析出,鋼絲強(qiáng)度升高到2400mpa。退火溫度進(jìn)一步升高到400℃,滲碳體片開始球化,鋼絲強(qiáng)度大幅降低,但塑性顯著增加。

對(duì)冷拔鋼絲進(jìn)行不同保溫時(shí)間下的等溫處理,研究此過(guò)程中鋼絲組織、力學(xué)性能的變化。等溫初期,鐵素體片中析出細(xì)小滲碳體顆粒,鋼絲的抗拉強(qiáng)度有所上升,塑性急劇下降,并出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)分層現(xiàn)象。等溫后期,滲碳體片發(fā)生球化,析出相長(zhǎng)大,并且鐵素體片發(fā)生明顯回復(fù),三者綜合作用造成鋼絲的抗拉強(qiáng)度下降,塑性提高。

碳鋼盤條中珠光體類型組織的區(qū)分和判定 摘要：在光學(xué)顯微鏡的視場(chǎng)中，片狀珠光體與索氏體是否可以共存；同時(shí)，是否可以簡(jiǎn)單 地根據(jù)是否能夠區(qū)分層片狀結(jié)構(gòu)來(lái)劃分片狀珠光體與索氏體值得探討。分析可知，在實(shí)際生 產(chǎn)中，盤條鋼截面上一個(gè)顯微鏡視場(chǎng)內(nèi)的組織一般應(yīng)當(dāng)是屬于同一種類型的珠光體組織，根 據(jù)實(shí)際生產(chǎn)條件的差異而造成層片間距不同而形成了截面觀察時(shí)可分辨層片部分與不可分 辨層片部分組織比例上的波動(dòng)。 關(guān)鍵詞：盤條；珠光體；光學(xué)顯微鏡；片狀珠光體；索氏體；片層間距 0前言 鋼中的珠光體類型組織(簡(jiǎn)稱珠光體)一般包括片狀珠光體、索氏體、屈氏體等三種，它們通 常呈現(xiàn)層片狀的結(jié)構(gòu)。在實(shí)際教學(xué)、生產(chǎn)實(shí)踐中如何明確辨別這三種組織確實(shí)還存在混亂和 誤區(qū)。 上海寶鋼股份有限公司的李和平，針對(duì)高碳鋼盤條索氏體含量金相檢測(cè)方法中的判定方式提 出的質(zhì)疑涉及最基本的金屬學(xué)理論及樣品制備技術(shù)。我們對(duì)于其

具有全珠光體組織的65mn鋼在650℃以c方式等徑彎曲通道變形(ecap)后,珠光體組織中的滲碳體片層以周期性的彎曲變形、周期性的剪切變形、剪切斷裂等形式協(xié)調(diào)ecap的強(qiáng)烈塑性變形.滲碳體表現(xiàn)出很強(qiáng)的塑性變形能力,在其內(nèi)部導(dǎo)入了大量的晶體缺陷,為滲碳體的球化打下了能量基礎(chǔ).變形五道次后,片層狀的珠光體組織演變成了超細(xì)的滲碳體顆粒均勻分布于鐵索體基體的組織.鐵索體基體為均勻的等軸晶,平均晶粒大小為-0.3μm.滲碳體的球化可能以兩種機(jī)制進(jìn)行:破碎滲碳體片的非均勻長(zhǎng)大(ostwald熟化)和細(xì)小球狀滲碳體顆粒的形核長(zhǎng)大.

回顧了國(guó)家"八.五"項(xiàng)目的"稀土合金鋼軌的研制"和"十.五"項(xiàng)目的稀土重軌鋼機(jī)理研究。介紹了前者測(cè)量的研究鋼性能、后者的內(nèi)耗等研究和兩者的相關(guān)觀測(cè)結(jié)果,基于"十.五"項(xiàng)目的機(jī)理研究和相關(guān)的觀測(cè)結(jié)果,從微觀(原子)、介觀(位錯(cuò)及其原子氣團(tuán))、宏觀(組織參量)等層次和上線軌承載時(shí)的應(yīng)力分布方面,討論和闡明了加稀土增強(qiáng)鋼軌的使用硬化性,提高鋼軌的耐磨和抗接觸疲勞性能,以及稀土抑制鋼軌的核傷、栓孔開裂和軌腰損傷等使用性能的機(jī)理。

珠光體軌道鋼是目前我國(guó)鐵路軌道采用的主要鋼種,其性能特點(diǎn)是抗磨損性能好,屈服強(qiáng)度高。珠光體軌道鋼在服役時(shí),表面發(fā)生損傷,有白蝕層生成,它對(duì)鋼軌的服役壽命有重大影響。主要介紹了珠光體軌道鋼白蝕層的研究進(jìn)展,從白蝕層的形成過(guò)程、組織結(jié)構(gòu)、形成機(jī)理等方面進(jìn)行了闡述。

回顧了國(guó)家"八.五"項(xiàng)目的"稀土合金鋼軌的研制"和"十.五"項(xiàng)目的稀土重軌鋼機(jī)理研究。介紹了前者測(cè)量的研究鋼性能、后者的內(nèi)耗等研究和兩者的相關(guān)觀測(cè)結(jié)果,基于"十.五"項(xiàng)目的機(jī)理研究和相關(guān)的觀測(cè)結(jié)果,從微觀(原子)、介觀(位錯(cuò)及其原子氣團(tuán))、宏觀(組織參量)等層次和上線軌承載時(shí)的應(yīng)力分布方面,討論和闡明了加稀土增強(qiáng)鋼軌的使用硬化性,提高鋼軌的耐磨和抗接觸疲勞性能,以及稀土抑制鋼軌的核傷、栓孔開裂和軌腰損傷等使用性能的機(jī)理。

高碳鋼絲的拉拔要求 含碳量大于0.6％的鉸高強(qiáng)度和高強(qiáng)度鋼絲，其機(jī)械性能和工藝要求都與 低、中碳鋼絲不同，成品檢驗(yàn)時(shí)常會(huì)出現(xiàn)不合格的產(chǎn)品。不合格產(chǎn)品的產(chǎn)生，除 直徑公差、表面質(zhì)量、不平整和脫碳等原因以外，主要是抗拉強(qiáng)度不足或波動(dòng)過(guò) 大(通條性能不均勻)，或者在扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)發(fā)毛起刺(扭裂)，斷口不平直。尤其是 ii組以上的高強(qiáng)度鋼絲要求更高，因此要有嚴(yán)格均工藝操作。 1.對(duì)前道工序的要求 (1)線材制作高強(qiáng)度鋼絲的線材，不但要求具有良好的表面質(zhì)量(特別應(yīng)避免 折疊)，還要求其含碳量、化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)、脫碳深度和夾雜量等都合乎規(guī) 定。選用線材直徑應(yīng)偏粗，以便有足夠的拉拔道次。勉強(qiáng)湊夠拉拔道次的成品， 其表面質(zhì)量及扭轉(zhuǎn)性能往往不好。 (2)熱處理熱處理是高強(qiáng)度鋼絲的工藝基礎(chǔ)，線材拉拔前都要經(jīng)過(guò)正火，改 善其組織狀況。鉛淬的熱處理曲線確定以后，關(guān)鍵是爐溫和鉛溫的均勻問(wèn)題

低碳鋼絲的拉拔要求 低碳鋼絲的需要量很大，其設(shè)備及工藝也比較簡(jiǎn)單，一般小型工廠都能夠生產(chǎn)。 1.低碳鋼絲的工藝特點(diǎn)，低碳鋼絲大都使用塑性好的普碳鋼做原料，允許 采用較大的壓縮率，并可以從盤條生拉到1毫米以下，適宜用滑輪式拉絲機(jī)連續(xù) 生產(chǎn)。拉拔過(guò)程中鋼絲雖受到較多的彎曲和軸向扭轉(zhuǎn)，但對(duì)其機(jī)械性能影響不大。 中細(xì)規(guī)格的低碳鋼絲還可以實(shí)現(xiàn)高速拉拔。目前國(guó)內(nèi)滑輪式拉絲機(jī)干拉1.6毫米 鋼絲，速度每分鐘高達(dá)500米。17模水箱拉絲機(jī)拉制o.6毫米鋼絲，速度每分 鐘高達(dá)1000米。 對(duì)于表面要求不高的低碳鋼絲制品，可以采用無(wú)酸強(qiáng)迫拉拔。低碳鋼絲大都 可使用再結(jié)晶低溫退火，但對(duì)于某些質(zhì)量較差的原料，仍以用完全退火較妥。 潤(rùn)滑方法過(guò)去大都采用厚油脂石灰糊預(yù)涂層，但此種方法車間粉塵太多，污 染工作環(huán)境。目前已有不少單位改用酸洗后上無(wú)脂薄灰，再在模盒內(nèi)放鈣皂粉的 潤(rùn)滑方法，使車

鋼和鐵基合金通過(guò)等徑彎曲通道變形(ecap)可獲得超細(xì)晶組織,從而改善材料的性能。成功實(shí)現(xiàn)了c方式650℃時(shí)珠光體65mn鋼的等徑彎曲通道變形,累積等效真應(yīng)變約為5。片層狀珠光體組織演變成超細(xì)的滲碳體顆粒均勻分布于鐵素體基體的組織,而且鐵素體基體為均勻等軸晶粒,平均晶粒尺寸約為0.3μm。

應(yīng)用精確的線材織構(gòu)測(cè)量方法,對(duì)珠光體鋼絲簾線的織構(gòu)進(jìn)行了測(cè)量,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明。拉拔角、鋼絲簾線與拉拔模具間的摩擦力是影響織構(gòu)形成的主要因素.大的拉拔角,會(huì)導(dǎo)致在表層或亞表層形成{110}環(huán)狀織構(gòu);從而降低其拉拔及扭轉(zhuǎn)能力.應(yīng)用taylor模型可以很好的對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行解釋.

利用場(chǎng)發(fā)射槍超高分辨掃描電鏡(fesem)和能譜儀(eds),跟蹤研究了珠光體-奧氏體異種鋼焊接接頭中熔合區(qū)的碳遷移現(xiàn)象。結(jié)果表明：接頭在焊后熱處理過(guò)程中,熔合區(qū)附近發(fā)生明顯的碳遷移現(xiàn)象。隨著熱處理時(shí)間的延長(zhǎng),類馬氏體層的寬度并無(wú)明顯的變化；但在不同寬度的類馬氏體層中,碳遷移呈現(xiàn)不同的行為,相比窄類馬氏體層,碳在寬類馬氏體層中的遷移速度更快。

在近20多年間,北美鋼鐵工業(yè)用廢鋼煉鋼已有了較大的發(fā)展。1970年,每澆注100噸鋼中購(gòu)買的廢鋼有30噸,到1986年,每100噸鑄鋼中廢鋼數(shù)量已增至48噸。廢鋼量的增加,無(wú)疑鋼中不利元素也會(huì)增多。所開展的這一項(xiàng)研究工作是以線材含有某

介紹低碳鋼絲無(wú)酸拉拔技術(shù)及無(wú)酸洗拉拔的技術(shù)關(guān)鍵，分析新工藝的優(yōu)點(diǎn)，指出應(yīng)進(jìn)一步完善的技術(shù)要點(diǎn)。

本文首先進(jìn)行了高彈鋼絲拉拔過(guò)程試驗(yàn),并對(duì)其在拉拔過(guò)程中的分層現(xiàn)象進(jìn)行了結(jié)果分析工作,進(jìn)而對(duì)其出現(xiàn)的分層現(xiàn)象提出了改進(jìn)措施。在高碳鋼絲拉拔過(guò)程試驗(yàn)中,其采用了84c鉛溶鋼絲進(jìn)行拉拔試驗(yàn),其制定了四種方案對(duì)高碳鋼絲進(jìn)行了拉拔,結(jié)果表明拉絲模棱角以及道次壓縮率都對(duì)高碳鋼絲的分層現(xiàn)象產(chǎn)生作用。